Trap 21 主因定案:排空后50-100ms内第二条RX命令(剂量台架证伪满态时长说);新增N-7排空后RX守卫方案、指南最小复现配方

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| # | 事项 | 发现 | 证据与现状 | 出处 |
|---|---|---|---|---|
| N-1 | **TC-NET-604:芯片"缓冲恰好填满 + 排空"后 RX 窗口冻结(根因已确认,代码侧已闭环)**——同连接前序突发(64B×10+1460B)后 4096B 突发:前 2KB 正常回显,其余永不被芯片确认/交付,停摆 10s、无 RST、缓冲全程空、窗口不更新;断开重连后恢复正常(台架 10/10 复现,F1 组合) | 2026-09-22 17:00/17:03(L3 台架 F1 组合) | **根因 = CH395F 片内 TCP 状态机角(WCH 官方 FAQ 留档的已知局限,W5500 同类),非我方代码缺陷**:① 驱动"超限读静默丢弃"排除(DMA 缓冲 2052B 可容整缓冲,失败运行 0 次丢弃事件)② L3 排除(A/B 逐字节同现)③ "RX>2×MSS" 裕量假设**证伪**——MSS=512 实验原序列 10/10 仍停摆,且新连接 4096B 确定性停摆恒剩 64B(已回退,维持 MSS=1024:新连接 4096B 31ms 正常)。复现探针(本地未跟踪工件,MDK-ARM/ 下):完整序列 = `test/ch395f_socket_test.py tcp_client --ip 192.168.1.100 --port 8080 --count 10`(F1 组合构建);独立 4096B = `MDK-ARM/probe_4096.py`。代码侧闭环(已提交):缓冲块布局与 MSS 解耦 + 超限读 OVERSIZE 金丝雀 + 注释留痕。**2026-09-22 二次 2×2 台架将触发模型细化为三因子**(MCU 侧负载 + 前序突发 + 超容突发,缺一不触发——轻载 Phase 6-only 构建即使带前序突发也 10/10 全过)→ 生产暴露面 = 数据连接带前序部分传输 + 系统有并发任务负载时的超容突发;同台架副产品见 N-6。**残留决策项**:冻结不自恢复(唯一恢复 = 断连 + 客户端重试,重连路径台架已验证);lftpd 数据通道停摆预算现为 30s/读(`LFTPD_TOTAL_BUDGET_MS`,与控制行共用)——是否将数据通道单独缩短至 10–15s 以压缩停摆暴露(代价:慢速健康传输亦被中断;机器客户端不受影响)待用户决策 | `CH395F_Trap_Records.md` Trap 21;`错误码传播审计.md` E-02;`链路延迟测试说明.md` §6.3 |
| N-1 | **TC-NET-604:芯片"缓冲恰好填满 + 排空"后 RX 窗口冻结(根因已确认,代码侧已闭环)**——同连接前序突发(64B×10+1460B)后 4096B 突发:前 2KB 正常回显,其余永不被芯片确认/交付,停摆 10s、无 RST、缓冲全程空、窗口不更新;断开重连后恢复正常(台架 10/10 复现,F1 组合) | 2026-09-22 17:00/17:03(L3 台架 F1 组合) | **根因 = CH395F 片内 TCP 状态机角(WCH 官方 FAQ 留档的已知局限,W5500 同类),非我方代码缺陷**:① 驱动"超限读静默丢弃"排除(DMA 缓冲 2052B 可容整缓冲,失败运行 0 次丢弃事件)② L3 排除(A/B 逐字节同现)③ "RX>2×MSS" 裕量假设**证伪**——MSS=512 实验原序列 10/10 仍停摆,且新连接 4096B 确定性停摆恒剩 64B(已回退,维持 MSS=1024:新连接 4096B 31ms 正常)。复现探针(本地未跟踪工件,MDK-ARM/ 下):完整序列 = `test/ch395f_socket_test.py tcp_client --ip 192.168.1.100 --port 8080 --count 10`(F1 组合构建);独立 4096B = `MDK-ARM/probe_4096.py`。代码侧闭环(已提交):缓冲块布局与 MSS 解耦 + 超限读 OVERSIZE 金丝雀 + 注释留痕。**2026-09-22 主因定案(排空节拍剂量 + 最小扰动台架)**:触发 = 前序突发 + 超容突发 + **排空后 ~50–100ms 内的第二条 RX 命令**(满态持续 60ms 单独不触发 40/40 过;单条 GET_RECV_LEN 即触发 10/10 停摆);生产 STOR 块循环(每 1KB 一条 `net_recv`)为结构性第二 RX → 本条停摆**存在 MCU 侧缓解路径**(N-7 排空后 RX 守卫);数据预算缩短保留为兜底方案(N-7 落地后本决策项紧迫性下降)。同台架副产品见 N-6。**残留决策项**:冻结不自恢复(唯一恢复 = 断连 + 客户端重试,重连路径台架已验证);lftpd 数据通道停摆预算现为 30s/读(`LFTPD_TOTAL_BUDGET_MS`,与控制行共用)——是否将数据通道单独缩短至 10–15s 以压缩停摆暴露(代价:慢速健康传输亦被中断;机器客户端不受影响)待用户决策 | `CH395F_Trap_Records.md` Trap 21;`错误码传播审计.md` E-02;`链路延迟测试说明.md` §6.3 |
| N-2 | **49s 全系统日志静默(defaultTask/NAND syslog 排空停滞)**——串口日志 49s 无行(testTask 10s 周期行/netTask 事件行/[STACK] 行全缺),期间 net 栈照常处理外部连接(FTP banner 92ms)→ 日志管线(defaultTask 排空 → NAND+UART)停滞,队列满后各任务日志行被丢;系统功能不受损 | 2026-09-22 17:23:52~17:24:41(L3 台架 F2 运行中,gen 181) | **A/B 归因:L3 不触碰 defaultTask/syslog 路径 → 既有存储侧现象**。待办:① 复现条件定位(NAND 写/GC 长尾 vs UART TX 卡滞——对照 `CH395F` 无关的 SD2506 侧日志)② 日志队列满的丢弃计数/告警(现静默丢行,排障不可见)③ 与 S8(非阻塞日志)合并评估 | `错误码传播审计.md` E-02 阶段二"台架新发现②";`链路延迟测试说明.md` §6.7 注 |
| N-3 | **L5 队列往返基线(1223/988µs)的 L3 后重验**——L5 测 DONTWAIT 队列全程;L3 对该路径逐位不变、pending tick 无 pending 时为 µs 级指针读 → 机制上无影响,但基线数值属分片时代,严格重锁需跑一轮 Phase 13(需 PC peer,窗口与 N-1 定位可并案) | 2026-09-22(L3 收尾留档) | 低风险:10ms/100ms 阈值余量 >8×;下次 Phase 13 窗口顺带重锁即可 | `链路延迟测试说明.md` §6.4 L5 注¹ |
| N-6 | **Trap 22:快速重连致 CONNECT 中断丢失 → 单连接监听静默死亡(P1,修复待批准)**——轻负载 + 重监听历史 + 断连后 <~1s 重连:芯片握手正常但 MCU 无 standalone accept(状态滞留 LISTENING)→ `net_send` 全失败(-1)→ 断开时 DISCONNECT 落 LISTENING 分支仅告警 → 芯片自动关闭 Socket → 端口永久拒连(不自恢复) | 2026-09-22(Trap 21 二次台架 A 组 run2;出现 1/1,未做 10/10 规模复验) | 修复方案:`handle_disconnect_event` LISTENING 分支回读芯片 socket 状态,非可监听即 `net_relisten_try` 重建(D20 的 LISTENING 分支姊妹情形)+ 可选:重监听后清残留中断位;应用侧规避:单连接 socket 断连后重连 ≥1~2s 退避(lftpd 快速 PASV / 客户端快速重试是生产风险场景)。生产影响:数据通道监听静默死亡 → 后续数据连接全拒,严重度等同端口失效 | `CH395F_Trap_Records.md` Trap 22 |
| N-7 | **Trap 21 生产修复:net 层排空后 RX 守卫(P1,待批准实施)**——排空整缓冲(recv≥1KB = 缓冲曾满 → 窗口重通告中)后,该 socket 的后续 RX 命令暂缓至:下一个 RECV_OK(数据真到达 = 芯片再武装完成,事件驱动)或 ~120ms 冷却到期(先到为先);TX 路径不受限。台架定案:第二条 RX 落点 ≈ 排空后 45ms → 10/10 停摆(V1);≈95ms → 10/10 干净(E 系列) | 2026-09-22(V1 最小扰动台架 + E 系列剂量台架,主因定案) | 实施要点:netTask 内 per-socket 排空后状态位(置位 = 本轮排空读到 ≥1KB;清除 = 该 socket RECV_OK 或超时);守卫期内到达的 RX 消息不触芯片(挂起/重排,语义 = DONTWAIT 的 WOULDBLOCK 或按超时等待);实施后台架回归 = V1 配方(Phase 6+11+60ms)由 10/10 停摆转为 10/10 通过。生产受益:lftpd 数据通道 STOR 块循环(结构性第二 RX,间隔 15–70ms 落危险区) | `CH395F_Trap_Records.md` Trap 21;`Drivers/BSP/NET/lftpd/lftpd.c` receive_file 块循环 |
## 存储 / 日志管线
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@@ -643,11 +643,12 @@ sequenceDiagram
**通过标准**:4096B 完全匹配。任一失败 → 标记 FAIL
**覆盖原则**:DP-04(2KB 接收缓冲边界 + 单次 DMA 上限) |
> **TC-NET-604 复现/对照规则(2026-09-22 二次 2×2 台架,三因子模型见 Trap 21)**:
> - **复现(预期 10/10 停摆)**:Phase 6/9/11 构建 + `tcp_client` 全序列——负载是触发因子,必须用 6/9/11 组合构建;
> - **对照(预期 10/10 全过)**:Phase 6-only 构建 + `tcp_client` 每轮间隔 ≥15s(轻载不触发);
> - **Phase 6-only 构建禁止无间隔连跑**:<~1s 重连间隔会触发 Trap 22 失同步(自 run2 起:无 standalone accept、`send -1`、其后全部 connection refused)——快速重连场景须用 6/9/11 构建或留 15s 间隔;
> - **MSS/块配额改动前**:先跑 6/9/11 复现序列(基线 = 10/10 停摆,为芯片侧已知角,改动后不得恶化/不得出现新停摆模式)+ 新连接独立 4096B 对照(必须过,MSS=512 实验在此失败被回退)+ Phase 6-only 15s 对照(必须过)。
> **TC-NET-604 复现/对照规则(2026-09-22 主因定案:前序突发 + 超容突发 + 填周期内第二条 RX 命令;见 Trap 21)**:
> - **复现(预期 10/10 停摆)**:数据 socket 带**第二 RX 命令路径**的构建 + `tcp_client` 全序列——Phase 6/9/11 组合最稳;最小复现配方 = **Phase 6+11 + 60ms 排空间隔**(V1 配方,10/10);
> - **对照(预期 10/10 全过)**:Phase 6-only 构建(单 RX 命令路径)+ `tcp_client` 每轮间隔 ≥15s——排空间隔 ≤60ms 均干净(E 系列 40/40,含满态持续 60ms+);
> - **Phase 6-only 构建禁止无间隔连跑**:<~1s 重连间隔会触发 Trap 22 失同步(自 run2 起:无 standalone accept、`send -1`、其后全部 connection refused)——快速重连场景须用带第二 RX 路径的构建或留 15s 间隔;
> - **MSS/块配额改动前**:先跑复现序列(基线 = 10/10 停摆,为芯片侧已知角,改动后不得恶化/不得出现新停摆模式)+ 新连接独立 4096B 对照(必须过,MSS=512 实验在此失败被回退)+ Phase 6-only 15s 对照(必须过)。
> - **注意**:停摆主因已定案为 **MCU SPI 命令节奏**(排空后 ~50–100ms 内的第二条 RX 命令),非几何/时长问题——存在 MCU 侧守卫方案(`docs/待处理内容.md` N-7,未实施);N-7 落地前勿以"芯片侧不可修"为由调整几何参数。
### TC-NET-605: 断开重连
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@@ -547,31 +547,30 @@ CH395F 片内 TCP 状态机的角(芯片固件,MCU 侧无法修补),与"
1. **结构性前提**:窗口=剩余空间(手册 L1281)→ 守规矩的对端永远把窗口灌满 → 每个稳态轮次缓冲**恰好填满**(2048/2048,窗口=0)是结构性必达状态,无法通过几何裕量规避。
2. **冻结机制**:缓冲恰好填满的状态与"在途段接收 / 窗口重通告 / MCU 排空"时序交叠时,芯片接收路径状态机卡死——停止对后续段的确认与接收(数据滞留线上、对端重传),缓冲保持空、窗口不更新、连接保持。WCH 在 CH395 系列官方 FAQ 中留档了同类现象:"接收缓冲区需要大于 2 倍设置的 MSS 值,否则……若对端设备不会根据 tcp 窗口来分包发送数据时,有可能会造成 CH395 收不到数据且 TCP 窗口不更新现象"(www.cnblogs.com/sw111/p/18750601,2025-03)。WIZnet W5500(同类:每 Socket 小型缓冲 + 片内 TCP + 窗口=剩余空间)官方文档同为"缓冲满则挂起连接等待空闲空间"模型,zero-window 停摆是该类芯片的经典病理(docs.wiznet.io W5500 TCP Application 文档;Wireshark 论坛 49849 实例)。
3. **触发模式(2026-09-22 二次台架 2×2 复核,均为确定性而非随机竞态)**:
- **三因子模型(MSS=1024 基线)**:① MCU 侧负载(testTask/netTask 活动使缓冲排空滞后)+ ② 同连接前序突发(缓冲经前序填/排周期预置)+ ③ 后续突发超缓冲容量(4096B > 2KB,需 ≥2 个填周期)——**三者齐备才触发,缺一不触发**(socket 新旧/历史无关,开机后首条连接在重负载下同样触发):
3. **触发模式(2026-09-22 二次台架:2×2 交叉 + 排空节拍剂量 + 最小扰动实验,均为确定性而非随机竞态)**:
- **三因子模型(MSS=1024 基线;主因已定案)**:① 同连接前序突发(芯片 RX 状态预置;高段密度可等效替代,见 MSS=512 条)+ ② 后续突发超缓冲容量(4096B > 2KB,需 ≥2 个填周期)+ ③ **填周期内第二条 RX 命令**(排空之后同一 socket 的任何额外 SPI 命令——纯状态读 GET_RECV_LEN 即足够)——**三者齐备才触发,缺一不触发**:
| 构建(负载) | PC 序列 | 运行间隔 | 结果 |
|---|---|---|---|
| Phase 6/9/11(重) | 64B×10+1460B+4096B | ~12s | **10/10 停摆**(4096B 步:前 2048B 回显正常,余停) |
| Phase 6 only(轻) | 同上 | ~15s | **10/10 全过**(1460B/4096B 完全匹配) |
| Phase 6 only(轻) | 同上 | 600ms 连续 | run1 全过;run2 起转 **Trap 22 失同步模式**(非本条冻结) |
| 重负载、无前序突发 | 新连接独立 4096B | — | 过(31ms;probe_mss 对照) |
| 变体 | 与 Phase 6-only(单 RX 命令路径)的差异 | 结果 |
|---|---|---|
| Phase 6/9/11(每周期多路 RX 命令) | Phase 9/11 各加一路 RX 命令/周期 | **10/10 停摆**(4096B 步:前 2048B 回显正常,余停) |
| Phase 6-only + 排空间隔 10/20/40/60ms(E 系列) | **只拉长排空间隔,不加第二条命令** | **40/40 全过**(每档 10/10,含满态持续 60ms+) |
| Phase 6 + 11 + 60ms 间隔(V1,最小扰动) | 每周期加一条 GET_RECV_LEN 状态读(落点 ≈ 排空后 45ms) | **10/10 停摆**(4096B 步,落点与经典模式一致) |
| 多路 RX 命令、无前序突发 | 新连接独立 4096B | 过(31ms;probe_mss 对照——前序突发因子缺失) |
"负载"= testTask 每 tick 的 net_* 调用密度(Phase 9/11 的 select/recv/串口日志使排空节拍变稀);旧"队列竞争"表述作废(net_select 不产生队列消息,只读 RAM 状态)。
- MSS=512:新连接 4096B 突发(8×512 段,4 段装不进 2KB 缓冲)**确定性停摆**,恒剩 64B 未达(4032/4096,2/2 同值)——段密度维度:满周期内段数越多越易触发,且一旦触发必现(该实验在重负载构建上执行,与三因子模型自洽)。
- 单轮无溢出突发(≤2KB,如 1460B)在任何几何/负载下均正常。
- **主因(本轮定案)**:冻结与缓冲"满"的持续时长**无关**——排空间隔拉到 60ms、缓冲满态持续 60ms+,单命令路径仍 40/40 干净("满了滞后不舀"假设被证伪)。芯片 RX 状态机敏感的是**排空(窗口重通告/再武装)之后 ~50–100ms 内到达的第二条 socket 命令**:V1 第二条命令落点 ≈ 排空后 45ms → 10/10 卡死;E 系列下一条命令落点 ≈ 95ms → 10/10 干净。旧"负载"因子据此降级:重载构建触发是因为 Phase 9/11 **每周期多一条 RX 命令**,而非拖慢排空;"队列竞争"表述彻底作废(队列消息对芯片不可见,MCU 到达芯片状态机的唯一通道 = SPI 命令总线)。
- MSS=512:新连接 4096B 突发(8×512 段,4 段装不进 2KB 缓冲)**确定性停摆**,恒剩 64B 未达(4032/4096,2/2 同值)——段密度维度:满周期内段数越多,突发内自我预置越快,越易触发(该实验在多 RX 命令构建上执行,与主因模型自洽)。
- 单轮无溢出突发(≤2KB,如 1460B)在任何几何/命令结构下均正常。
4. **排除项**:① 驱动层"超限读静默丢弃"排除——SPI DMA 缓冲 = 2×MSS+4 = 2052B(载荷 2048 = 整个接收缓冲),整缓冲读单事务完成,失败运行中丢弃事件 0 次(Trap 13 所记 1500B DMA 缓冲为 8-Socket 改造前旧值,改造后扩至 2052B);② L3 pending 化排除(切片构建 A/B 行为逐字节一致);③ "RX > 2×MSS"裕量假设排除——MSS 1024→512 实验(2KB=4×MSS、1KB 裕量)既未消除原复现序列的停摆(10/10),又新增新连接停摆 → 已回退 1024。
### 解决(2026-09-22)
芯片侧固件缺陷,MCU 无法修补;策略 = 低风险几何 + 可观测 + 断开重试:
1. **MSS 维持 1024**(布局允许最大值;实测 1024 下新连接 4096B 正常、每满周期段数少 = 触发概率最低)。MSS=512 裕量方案被证伪并回退。
### 解决(2026-09-22;同日主因定案更新:存在 MCU 侧缓解路径)
1. **MSS 维持 1024**(布局允许最大值;实测 1024 下新连接 4096B 正常、每满周期段数少 = 预置积累最慢)。MSS=512 裕量方案被证伪并回退。
2. **缓冲块布局与 MSS 解耦**(`ch395f.h`):`CH395F_RECV_BLOCKS=4` / `CH395F_SEND_BLOCKS=2` 固定(此前由 MSS 推导,改 MSS 会连带缩小布局);`CH395F_SPI_DMA_BUF_SIZE = 接收缓冲 + 4`(此前 2×MSS+4,改 MSS 会缩到装不下整缓冲)。
3. **超限读金丝雀**(`ch395f_read_recv_buf`):正常路径不可能发起超过接收缓冲(2KB)的读;守卫命中即留痕 `read_recv_buf OVERSIZE`(原为静默 return,会把窗口锁死在 0 且无从诊断)。
4. **生产缓解(决策项,未实施)**:冻结不自恢复(对端重传 10s 无效;芯片无限期保持连接)。唯一恢复 = 断开受影响连接(释放芯片 per-socket 状态)+ 对端重试(新连接成功率高;台架实测停摆后重连回显正常)。现 lftpd 数据路径预算 `LFTPD_TOTAL_BUDGET_MS=30000`(每次读 30s)即实际停摆超时——若将**数据通道**预算单独缩短(10–15s,与控制行预算分离),可把停摆暴露时间从 30s 压缩到客户端重试路径;代价 = 慢速但健康的传输也会被中断(机器客户端不受影响,人工客户端受影响)→ 已列 `docs/待处理内容.md` N-1 待决策。
4. **MCU 侧主因缓解(2026-09-22 主因定案后新增,待批准 → N-7)**:主因 = 排空后 ~50–100ms 内的第二条 RX 命令(台架 V1 10/10 / E 系列 40/40 定案),可在 net 层**关死该窗口**:排空整缓冲后,该 socket 的后续 RX 命令暂缓,直至 (a) 下一个 RECV_OK(数据真到达 = 芯片再武装完成,事件驱动、零额外时延)或 (b) ~120ms 冷却到期;TX 路径不受限(台架证实排空后的 TX 安全)。生产数据通道为主要受益者:lftpd `receive_file` 块循环每 1KB 一条 `net_recv`(结构性每填周期第二条 RX,间隔 15–70ms 正落台架实证危险区)→ 守卫将其变为事件驱动排空,消除生产停摆主因。
5. **兜底缓解(决策项,未实施)**:冻结不自恢复(对端重传 10s 无效;芯片无限期保持连接)。唯一恢复 = 断开受影响连接(释放芯片 per-socket 状态)+ 对端重试(新连接成功率高;台架实测停摆后重连回显正常)。现 lftpd 数据路径预算 `LFTPD_TOTAL_BUDGET_MS=30000`(每次读 30s)即实际停摆超时——若将**数据通道**预算单独缩短(10–15s,与控制行预算分离),可把停摆暴露时间从 30s 压缩到客户端重试路径;代价 = 慢速但健康的传输也会被中断(机器客户端不受影响,人工客户端受影响)→ 已列 `docs/待处理内容.md` N-1 待决策(N-7 落地后本项紧迫性下降,保留为兜底)。
### 注意事项
- 复现模式 = 三因子齐备(负载 + 前序突发 + 超容突发,见触发模式表):**台架复现 TC-NET-604 必须用 Phase 6/9/11 构建**(轻载 Phase 6-only 构建不触发,10/10 全过);生产中同数据连接带前序部分传输的 FTP STOR/RETR(叠加并发任务负载时)是主要风险场景;纯新连接大突发(4×1024)在 MSS=1024 下不触发。
- 复现模式 = 三因子齐备(前序突发 + 超容突发 + 填周期内第二条 RX 命令,见触发模式表):**台架复现 TC-NET-604 需要数据 socket 带第二 RX 命令路径的构建**(Phase 6/9/11 组合,或最小复现配方 **Phase 6+11 + 60ms 排空间隔**,V1 配方 10/10);Phase 6-only 构建(单命令路径)在 ≤60ms 排空间隔下均不触发(E 系列 40/40 过)。生产主要风险场景 = **lftpd 数据通道 STOR(上传)**:块循环每 1KB 一条 `net_recv`(结构性第二 RX)+ 快速流式客户端 + 文件 >2KB → 块循环间隔(15–70ms)落入实证危险区(~50–100ms);RETR(下载,设备为发送方)不经过芯片 RX 缓冲填满路径,不受本机制影响;纯新连接大突发(4×1024)在 MSS=1024 下不触发(缺前序预置)。
- 与 Trap 22 的鉴别(两者都可在断连/重监听后出现):本条 = RX 路径冻结(有 standalone accept、前段回显正常、其后 RECV_OK 永不再来、无 send 失败);Trap 22 = 连接状态失同步(缺 standalone accept + `send -1` + `WARNING: listen` + 监听死亡)。
- 冻结是静默的:无 RST、无芯片中断、MCU 侧只见"缓冲空 + 无 RECV_OK + 连接存活"(与正常空闲完全同貌)——MCU 无直接信号,只能靠应用层数据预算(lftpd 30s / 客户端自身超时)发现。
- E-02 审计"STOR 方向缓冲满 + 重传耗尽 → 必断"的预警方向成立(STOR 方向 = 致命),机制修正为本条 RX 冻结(非 RST 拆连)。